一種來源于教酒鏈霉菌(Streptomyces chartreusis)L1105的木聚糖酶基因及其木聚糖酶的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種來源于教酒鏈霉菌（Streptomyces chartreusis L1105)的木聚 糖酶基因及其產物木聚糖酶的應用。
【背景技術】
[0002] 木聚糖（xylan)是一種異質多糖（heteropolysaeeharides)，是β -D-吡喃型木糖 單元（xylopyranose units)通過β-1，4-糖苷鍵連接形成。植物半纖維素中含量最多的 就是木聚糖，干重占植物細胞的15~35%。
[0003] 木聚糖酶是糖苷水解酶的一種，包括β -1，4-內切木聚糖酶（EC 3. 2. 1. 8)，β -木 糖苷酶（EC 3. 2. 1. 37)，a -L-呋喃型阿拉伯糖苷酶（EC 3. 2. 1. 55)，α -葡萄糖醛酸酶（Ee 3.2.2. 1)，乙酰木聚糖脂酶（EC 3.2. 1.6)，酚酸脂酶。目前研究最多的木聚糖酶是β-1， 4-內切木聚糖酶，其水解大分子的主鏈，生成木寡糖和木糖，是木聚糖降解酶中的主力。
[0004] 目前，木聚糖酶最主要的來源是由微生物生產，且同一種微生物可以產生不止一 種木聚糖酶，不同的微生物產生的木聚糖酶之間也存在差異。
[0005] 糖苷水解酶根據催化區(qū)的保守氨基酸和疏水區(qū)的不同分為58個族，大部分木聚 糖酶屬于F/10或G/11族，其中F/10族的木聚糖分子量大多大于30kDa，結構多樣，除了催 化區(qū)域一般還含有多種非催化區(qū)域如纖維素結合域（CBD)等，能較快的水解木聚糖生成低 聚木糖和木糖。G/11族木聚糖酶結構簡單，水解木聚糖的速度慢，產物多為木寡糖。目前大 部分傳統(tǒng)篩選方式得到的木聚糖酶多屬于G/11族。而F/10族的木聚糖不但能催化木聚糖 水解，還能水解纖維素，具有纖維素酶活，稱之為交叉活性。
[0006] F/10族的木聚糖為多區(qū)域結構除了含有催化區(qū)域以外還含有非催化結構域，如纖 維素結合域（CBD)，木聚糖結合域（Xylan-bingding Domain，XBD)等，通常，這些非催化結 構域并不能催化水解反應，但是卻能影響與不溶性底物的反應，能使木聚糖酶附著到纖維 素上，主要是對不溶性底物的親和力產生變化，對酶活和其他酶學性質如底物特異性沒有 影響。
[0007] 纖維素結構域普遍存在于纖維素酶，半纖維素酶，木聚糖酶和其他水解酶中，目 前經過確定的CBD結構已經超過100種，根據氨基酸相似性，用疏水性聚類方法將CBD結 構分為10個家族。研究表明有些酶不只含有一個而是含有兩個甚至更多CBD結構，這 些結構域共同作用于底物，使酶的親和性更好。有研究發(fā)現，將熱纖梭菌（Clostridium thermocellum)的CBD接到⑶的N-端或C-端，對木聚糖的水解能力不變，說明CBD的位置 不影響對底物的附著。另外，CBD還與木聚糖酶的熱穩(wěn)定性有關，提高最適反應溫度。
[0008] 木聚糖廣泛的存在于自然界中，是植物半纖維素的重要組成部分，作為重要的可 再生資源，能否有效的利用木聚糖具有巨大工業(yè)價值。木聚糖酶能專一的降解木聚糖，且安 全高效，利用木聚糖酶降解木聚糖是目前利用這一資源的有效手段，受到廣泛的重視，稱為 近年科研工作者的研究熱點。木聚糖酶在被廣泛的應用到食品、飼料、紙漿助漂、醫(yī)藥、紡 織、能源等行業(yè)中，并發(fā)揮重要作用。目前，木聚糖在食品中主要被應用于焙烤工業(yè)，釀酒工 業(yè)，低聚木糖生產等領域。
[0009] 雖然木聚糖酶的工業(yè)中的應用十分廣泛，但是木聚糖酶自身存在的一些問題也制 約著其更大范圍的應用。首先，天然菌株在生產木聚糖酶的過程中，自身往往會分泌除木聚 糖酶以外的較多雜蛋白質，這些蛋白質中很少能協同木聚糖酶水解木聚糖酶，如菌株的分 泌蛋白酶，對木聚糖酶的產量會有很大的影響。分離純化發(fā)酵液中的木聚糖酶是一個費時 費力的工作，且成本很高，如何能用更經濟快捷的方法獲得單一的木聚糖酶是工業(yè)應用研 究的重點。構建工程菌株是一種有效的手段。其次，木聚糖酶的生物活性是建立在合適的反 應體系中，由于目前大部分的木聚糖酶在比較溫和的條件下才能獲得最佳的催化結果，而 在造紙工業(yè)，食品加工，紡織工業(yè)，飼料工業(yè)，生物能源等工業(yè)生產中常常用到高溫高壓等 極限條件，這也制約著木聚糖酶的進一步應用。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明從來源于教酒鏈霉菌（Streptomyces chartreusis L1105)的木聚糖酶獲 得木聚糖酶基因多核苷序列如 SEQ-1 所示：ATGGCGACCCGCACATCCATCGATCCGCCTCCCGAGCGCC GGCCCCGGCGCTCGCGCGTCCGCACCGCACTGGCCCTCGGCCTGGCCGGCCTGCTCGGCGCGACCGGCGTCGGCGCC CTCACCGGCACCGCGCAGGCCGCGAGCACCCTCGGCGCGGCGGCAGCCGAGAAGGGCCGTTACTTCGGCGCCGCCGT CGCCGCGAACCACCTGGGGGAGAGCGCGTACGTCTCGACGCTCAACACCGAGTTCAACTCGGTGACCCCGGAGAACG AGATGAAGTGGGACGCCACCGAGCGCACCCGCGGCACCTTCACCTTCGGCTCCGCCGACCAGGTCGTGAACCACGCC CAGAGCCAGGGCATGAAGGTCCGCGGCCACACCCTGGTCTGGCACTCGCAGTTACCGAGCTGGGTCGCGGGACTCGG CACCGCCGACCTCAGATCGGCGATGAACAATCACATCACCCAGGTCATGCAGCACTACAAGGGCAAGATCCACTCCT GGGACGTCGTCAACGAGGCATTCCAGGACGGCAGCAGTGGTGCGCGGCGCAGCTCGCCCTTCCAGGACAAGCTCGGC AACGGCTTCATCGAGGAGGCGTTCCGCACCGCCCGGGCCGCCGACCCGGCCGCCAAGCTCTGCTACAACGACTACAA CACCGACGGCGTCAACGCGAAGAGCAATGCCGTCTACAACCTGGTCAGGGACTTCAAGTCCCGTGGCGTGCCGATCG ACTGCGTGGGCTTCCAGTCCCACTTCAACAGCGCCTCGCCGGTCCCCTCCGACTACCAGGCCAACCTCCAGCGCTTC GCCGACCTCGGCGTGGACGTGCAGATCACCGAGCTGGACATCGAGGGCTCGGGCACCGCACAGGCCAACAGCTACAC CAATGTGGTCCGCGCCTGTCTGGCCGTCTCGCGCTGCACCGGCATCACCGTCTGGGGCGTCACCGACAAGTACTCCT GGCGCGCGAGCGGAACGCGCCTGCTGTTCGACGGCAACTACGCCAAGAAGCCGGCGTACACAGCGA CGCTGACCGC TCTCGGCGGCTCCTCCTCCGGCGGCGGCACACCCGGCGCCGCCTGCACGGCCACCTACAGCAAGGCCGAGGAGTGGA GTGACCGCTTCAACGGCAAGGTCACCATCACCGCCGGGAGTTCGGCGATCAGCGCCTGGACCGTGAACGTCACGGTG AACTCCCCGCAGAAGGTCTCCACGACCTGGAACGGCACGCCCAGCTGGGACAGCAGCGGCAACGTGATGACGATGAA GTCGAACGGCAACGGCAGCCTGGCCGCCGGGGCTTCCACCAGCTTCGGCTTCACCGTCATGAAGAACGGCAGCAGCG CGACCCCGGCGATCGGTTCCTGCACGGCGTCCTGA
[0011] 本發(fā)明從來源于教酒鏈霉菌（Streptomyces chartreusis L1105)的木聚糖酶獲 得木聚糖酶基因多肽序列如SEQ-2所示：
[0012] MATRTSIDPPPERRPRRSRVRTALALGLAGLLGATGVGALTGTAQAASTLGAAAAEKGRYFGAAVAA NHLGESAYVSTLNTEFNSVTPENEMKWDATERTRGTFTFGSADQVVNHAQSQGMKVRGHTLVWHSQLPSffVAGLG TADLRSAMNNHITQVMQHYKGKIHSWDVVNEAFQDGSSGARRSSPFQDKLGNGFIEEAFRTARAADPAAKLCYND YNTDGVNAKSNAVYNLVRDFKSRGVPIDCVGFQSHFNSASPVPSDYQANLQRFADLGVDVQITELDIEGSGTAQA NSYTNVVRACLAVSRCTGITVWGVTDKYSWRASGTRLLFDGNYAKKPAYTATLTALGGSSSGGGTPGAACTATYS KAEEWSDRFNGKVTITAGSSAISAWTVNVTVNSPQKVSTTWNGTPSffDSSGNVMTMKSNGNGSLAAGASTSFGFT VMKNGSSATPAIGSCTAS*
[0013] 本發(fā)明從來源于教酒鏈霉菌（Streptomyces cha